DE2146867B2

DE2146867B2 - Schelbendrefiner

Info

Publication number: DE2146867B2
Application number: DE2146867A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 6200 Wiesbaden Hochscherf; Ewald 6206 Hahn Klos; Klaus Dipl.-Ing. Stoelting
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1971-09-20
Filing date: 1971-09-20
Publication date: 1975-06-26
Also published as: JPS4838565A; NL7212243A; CH549402A; IL40368A0; FR2153334A1; DE2146867A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen auf dem Prinzip der Reversosmose arbeitenden Scheibendrehfilter zur Reinigung und/oder Konzentration und/oder Trennung von Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen.The invention relates to a rotary disk filter for cleaning that works on the principle of reverse osmosis and / or concentration and / or separation of solutions, suspensions or emulsions.

Die Trennung von Feststoffen von Lösungen im technischen Maßstab wird mit Druckfiltern, im einfachsten Fall mit Filterpressen, durchgeführt. Die bekannten Filterpressen zeigen den Nachteil, daß die Filtration nur diskontinuierlich durchgeführt werden kann und daß das pro Zeit- und Flächeneinheit durchtretende Filtrat mit zunehmender Dauer der Filtration rasch abnimmt. In regelmäßigen Abständen muß deshalb der auf der Filterschicht abgelagerte Filterkuchen entfernt und die Filterschicht gereinigt werden. Diese zeitaufwendigen Operationen müssen besonders dann in kurzen Zeitabständen durchgeführt werden, wenn bei schwierig filtrierbaren Suspensionen größere Mengen an Filterkuchen anfallen.The separation of solids from solutions on an industrial scale is done with pressure filters, in the simplest way Case with filter presses. The known filter presses have the disadvantage that the filtration can only be carried out discontinuously and that which occurs per unit of time and area The filtrate decreases rapidly with increasing duration of the filtration. Therefore, the Filter cakes deposited on the filter layer are removed and the filter layer cleaned. This time consuming Operations must be carried out at short intervals, especially when Difficult-to-filter suspensions result in large quantities of filter cake.

Eine gewisse Beschleunigung der Filtration wird mit der aus der CH-PS 2 96 333 bekannten Vorrichtung erzielt. Dieser Filter besteht aus Filterelementen, die im Innern eines druckdichten Geiiäuses auf einer Welle aufgereiht sind und aus Abstreifern, die zur Entfernung von abgesetztem Filterkuchen drehbar zwischen den Filterelementen angeordnet sind. Durch die in zeitlichen Absländen durchführbare Drehung wird jedoch keine turbulente Strömung des zu trennenden Mediums erreicht, so daß der auf der Filterschicht abgelagerte Filterkuchen nicht vollständig entfernt wird, sondern ein Filierkuchen bestimmter Stärke auf der Filterschicht verbleibt.A certain acceleration of the filtration is achieved with the device known from CH-PS 2 96 333. This filter consists of filter elements that are inside a pressure-tight housing on a shaft are lined up and made of scrapers, which can be rotated between the Filter elements are arranged. However, due to the rotation that can be carried out in temporal absentia no turbulent flow of the medium to be separated is achieved, so that the deposited on the filter layer Filter cake is not completely removed, but a filler cake of a certain strength on the filter layer remains.

Eine verbesserte Methode der Filtration wird mit Hilfe der aus der OE-PS 2 58 313 bekannten Vorrichtung zum Eindicken von Suspensionen ermöglicht. Sie besteht aus einem geschlossenen Gefäß, versehen mit einem Stutzen für die Zuleitung der Suspension sowie mit einem Stutzen für die Ableitung der eingedickten Suspension. Im Innern des Gefäße* befindet sich ein hohler, zylinderförmiger Filterkörper, der die Filterschicht trägt und der auf einer Hohlwelle aufgesetzt ist. Diese Hohlwelle ist in dem Gefäß drehbar angeordnev und ist gegenüber diesem abgedichtet. Beim Eindicken von Suspensionen wird durch intensive Bewegung der Filterschicht der Filterkuchen von der Oberfläche der Filterschicht entfernt, wobei die Filterflächen gegebenenfalls mit Schaufeln oder Rippen zur intensiven Bewegung der Suspension versehen sind. Das Filtrat wird über die Hohlwelle abgeleitetAn improved method of filtration is achieved with the aid of the device known from OE-PS 2 58 313 for thickening suspensions. It consists of a closed vessel provided with a connector for the supply of the suspension and a connector for the discharge of the thickened Suspension. Inside the vessel * there is a hollow, cylindrical filter body that forms the filter layer and which is placed on a hollow shaft. This hollow shaft is rotatably arranged in the vessel and is sealed against this. When thickening suspensions, intense movement of the Filter layer the filter cake is removed from the surface of the filter layer, the filter surfaces optionally are provided with blades or ribs for intensive movement of the suspension. The filtrate will derived via the hollow shaft

Diese Vorrichtung weist somit gegenüber der zuerst genannten Vorrichtung den Vorteil einer kontinuierlichen Arbeitsweise auf, doch ist auch sie nicht universell einsetzbar. Insbesondere ist der vorgeschlagene Filterkörper mit der Filterschicht nur zum Eindicken von Suspensionen geeignet, nicht dagegen zur Abtrennung niedermolekularer oder ionischer Anteile. Ferner ist die Vorrichtung nicht für hohe Aufgabed.ücke, z. B. im Bereich bis lOatü, geeignet, da in diesem Fall Verstop fungen auf dem Filter eintreten.This device thus has the advantage of a continuous one over the first-mentioned device Working method, but it is also not universally applicable. In particular, the proposed filter body is with the filter layer only suitable for thickening suspensions, but not for separation low molecular weight or ionic fractions. Furthermore, the device is not for high Aufgabe.ücke, z. B. in Range up to lOatü, suitable as in this case constipation on the filter.

Es stellte sich somit die Aufgabe, ein universell ein setzbares Filter zu konstruieren, das auch für die Trennung von Lösungen mit niedermolekularen Anteilen bzw. osmotischem Druck geeignet ist, das in kontinuierlicher Arbeitsweise gefahren werden kann, und das die Nachteile der geschilderten Vorrichtungen nicht aufweist.The task was thus to be a universal one Construct a settable filter that also works for the separation of solutions with low molecular weight fractions or osmotic pressure is suitable, which in continuous Operation can be driven, and not the disadvantages of the devices described having.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Scheibendrehfilter, bestehend aus einem geschlossenen, druckfesten Filtergehäuse, das einen Zulauf für das behandelnde Medium und einen Ablauf für das behandelte Medium aufweist, einer in dem Gehäuse drehbar gelagerten und gegenüber diesem abgedichteten Hohlwelle, die mit im Abstand voneinander angeordneten hohlen Filterscheiben versehen ist, wobei das Innere der Hohlwelle mit jeder Filterscheibe über wenigstens einen Abflußkanal in Verbindung steht, sowie in den Bereichen zwischen den Filterscheiben die Strömung umlenkende Einbauten vorgesehen sind, die an der Innenseite des Gehäuses befestigt sind und sich nach inner, zur Hohlwelle hin erstrecken, dadurch, daß die Filterscheiben aus äußeren Filterschichten und einer dazwischenliegenden Ableitplatte bestehen und daß als Filterschichten semipermeable Membranen vorgesehen sind.This task is solved with a rotary disc filter, consisting of a closed, pressure-resistant Filter housing with an inlet for the medium to be treated and an outlet for the medium to be treated has, a rotatably mounted in the housing and sealed against this hollow shaft, which with im Spaced apart hollow filter discs is provided, the interior of the hollow shaft with each filter disc communicates via at least one drainage channel, as well as in the areas between The flow-deflecting internals are provided on the filter discs on the inside of the housing are attached and extend inwardly towards the hollow shaft, in that the filter discs from outer There are filter layers and an intermediate discharge plate and that semipermeable as filter layers Diaphragms are provided.

Mit diesem Scheibendrehfilter werden die aufgegebenen Medien technisch einwandfrei und produktschonend getrennt. Hierbei herrscht im Gegensatz zu den eingangs geschilderten Rotationsfiltern ein verhältnismäßig hoher Differenzdruck zwischen Ober- und Unterseite des Filters, der nicht durch einen entstehenden Filterkuchen, sondern durch Verwendung semipermeabler Membranen aufgebaut wird. Hierdurch und im Zusammenwirken mit der erzeugten Turbulenz des Mediums zwischen den Filterscheiben, wird eine Aufkonzentration erreicht, die auch dicht oberhalb der Membranen keine Unterschiede in der Konzentration erkennen läßt und somit nicht zur Bildung von Filterkuchen führt. Hierdurch werden die eingangs als nachteilig geschilderten Verstopfungen mit völliger Sicherheit vermieden.With this rotary disc filter, the media fed in are technically flawless and gentle on the product separated. In contrast to the rotary filters outlined at the beginning, there is a relative effect high differential pressure between the top and bottom of the filter, which is not caused by a Filter cake, but through the use of semipermeable membranes. Through this and in the The interaction with the generated turbulence of the medium between the filter discs results in a concentration achieved that even just above the membranes no differences in concentration can be recognized and thus does not lead to the formation of filter cakes. As a result, the above are considered disadvantageous the described blockages avoided with complete certainty.

Die Filtration kann auch dahingehend variiert werden, daß bei kleinen Filterflächen und großer Menge an zu behandelndem Medium das teilweise filtrierte Medi-The filtration can also be varied in such a way that with small filter areas and large amounts of medium to be treated the partially filtered medium

um wieder dem Kreislauf zugeführt wird.to be fed back into the cycle.

Neben der Verwendung zur Trennung von Emulsionen, z. B. Farbstoffemulsionen, ist die Vorrichtung vor allem auch für Kunststoffdispersionen, z. B. solchen aus Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid oder Polytetra- S fluoräthylen einsetzbar. Sie eignet sich jedoch auch zur kontinuierlichen und schnellen Trennung von osmotischen Lösungen oder solchen, die niedermolekulare Anteile enthalten.In addition to being used for separating emulsions, e.g. B. dye emulsions, the device is in front especially for plastic dispersions, e.g. B. those made of polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride or Polytetra- S fluoroethylene can be used. However, it is also suitable for the continuous and rapid separation of osmotic ones Solutions or those that contain low molecular weight fractions.

Als Äquivalent innerhalb der Erfindung ist eine Einrichtung anzusehen, bei der nicht die Welle mit den Filterscheiben in Rotation gesetzt wird, sondern feststehend montiert ist, wobei jedoch das Gehäuse in Rotation versetzt wird.As an equivalent within the invention, a device is to be seen in which not the shaft with the Filter disks is set in rotation, but is fixedly mounted, but with the housing in rotation is moved.

In weiterer Ausbildung der Einrichtung bestehen die zwischen den Filtern liegenden, das Medium umlenkende Einbauten aus mit der Gehäusewandung verbundenen, stehenden Blechen, die zur Hohlwelle hin ausgerichtet sind. Um eine besonders gute Turbulenz zwischen den Filterscheiben zu erzeugen, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß die Bleche gegenüber der Welle außermittig ausgerichtet und/oder schrägstehend angeordnet und/oder wellenförmig ausgebildet sind.In a further development of the device, there are those between the filters that divert the medium Fixtures made of standing metal sheets connected to the housing wall and aligned with the hollow shaft are. In order to generate particularly good turbulence between the filter discs, it has been found to be It has proven particularly advantageous that the metal sheets are aligned and / or eccentric with respect to the shaft are arranged obliquely and / or are wave-shaped.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Einbauten spiralförmig zur Welle hinlaufende Bleche, die ebenfalls wieder schrägstehend angeordnet und/oder wellenförmig ausgebildet sind.In a further embodiment, the internals are metal sheets running in a spiral towards the shaft, which are also arranged obliquely again and / or are formed in a wave-like manner.

Bei den erläuterten Blechen hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn sie steigende Höhe in Richtung der Welle hin aufweisen.In the case of the sheets explained, it has proven to be particularly useful if they are of increasing height Have the direction of the wave.

Eine weitere Ausführungsform der Einrichtung sieht vor, daß die Einbauten ebenfalls als Filterscheiben ausgebildet sind, die dann ihrerseits die vorstehend beschriebenen Umlenkorgane tragen. Hierbei ist bevorzugt, daß diese Filterscheiben in der gleichen Weise aufgebaut sind, wie die rotierenden Filter. Bei einer solchen Ausführungsform brauchen die mit der Gehäusewandung verbundenen Filterscheiben eine gesonderte Filtratableitung über Bohrungen in der Gehäusewand, wobei das Filtrat bevorzugt in eine Sammelleitung abgeführt wird.Another embodiment of the device provides that the internals are also designed as filter disks are, which in turn carry the deflecting members described above. Here it is preferred that these filter discs are constructed in the same way as the rotating filters. With such a The filter disks connected to the housing wall need a separate embodiment Filtrate drainage via bores in the housing wall, the filtrate preferably being discharged into a collecting line will.

Es hat sich für manche Fälle als zweckmäßig erwiesen, die Einbauten zwischen den Filterscheiben, die bevorzugt in einer Vielzahl in der Filtriereinrichtung angeordnet sind, nicht in der gleichen Bauweise zu halten. So können sich z. B. schrägstehende Bleche mit Spiralblechen und/oder mit Filterscheiben mit Umlenkorganen abwechseln. Um einen besonders günstigen Filtrationseffekt zu erzielen, ist in weiterer Ausbildung der Einrichtung vorgesehen, daß auch das Filtergehäuse init Mitteln versehen ist, die ihm eine Rotation erteilen. Dabei ist insbesondere geplant, daß die Rotation im gegenläufigen Sinne zu der Rotation der mit der Hohlwelle verbundenen Filterscheiben vorgenommen wird.In some cases it has proven to be useful the internals between the filter disks, which are preferably arranged in a large number in the filtering device are not to be kept in the same construction. So z. B. inclined sheets with spiral sheets and / or alternate with filter disks with deflection elements. A particularly favorable filtration effect to achieve, is provided in a further embodiment of the device that the filter housing init is provided with means that give it a rotation. It is particularly planned that the rotation in the opposite direction to the rotation of the hollow shaft connected filter discs is made.

Die Erfindung wird nunmehr nochmals unter Bezugnahme auf die folgenden Abbildungen erläutert, ohne daß jedoch eine Einschränkung auf die dargestellten Ausführungsbeispiele bestehen soll.The invention will now be explained again with reference to the following figures, without that, however, there should be a restriction to the illustrated embodiments.

A b b. 1 zeigt im Schnitt in Seitenansicht eine Einrichtung, die aus dem druckfesten Gehäuse 1 besteht, wobei das zu filtrierende Medium über den Stutzen 2 eingespeist und das filtrierte Medium über den Stutzen la abgeführt wird, wobei auch eine Kreislaufführung vorgesehen ist. An der Hohlwelle 3, die bei 4 gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, sind die Filterscheiben 5 angeschlossen, die über wenigstens einen Kanal 6 mit der Hohlwelle in Verbindung stehen, um das Filtrat abführen zu können. Die Welle wird mittels der schematisch dargestellten Mittel 7, z. B. Keilriemenscheiben über Motore, in Rotation versetzt Zwischen den Filterscheiben 5 befinden sich die Einbauten 8.A b b. 1 is a sectional side view of a device consists of the pressure-tight housing 1 in which the fed medium to be filtered through the pipe 2 and discharged the filtered medium through the pipe la, wherein a circulation is provided. The filter disks 5 are connected to the hollow shaft 3, which is sealed off from the housing at 4, and are connected to the hollow shaft via at least one channel 6 in order to be able to discharge the filtrate. The shaft is by means of the schematically shown means 7, for. B. V-belt pulleys via motors, set in rotation. The internals 8 are located between the filter disks 5.

A b b. 2 zeigt in etwas vergrößerter Form im Querschnitt in Seitenansicht den möglichen, nicht maßstäblichen, Aufbau einer Filterscheibe 5 mit der Ablaufplatte 9, den durchlässigen, das Medium verteilenden Platten 10 und den darauf montierten verhältnismäßig dünnen, semipermeablen Membranen 11;A b b. 2 shows in a somewhat enlarged form in cross section in side view the possible, not to scale, Structure of a filter disk 5 with the drainage plate 9, the permeable, medium distributing plates 10 and the relatively thin, semipermeable membranes 11;

A b b. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Filterscheibe 5, bei der die durchlässige, das Medium verteilende Platte 10 gleichzeitig die Ableitfunktion der oben beschriebenen Ableitplatte 9 übernimmt;A b b. 3 shows another embodiment of the filter disk 5, in which the permeable, medium distributing Plate 10 at the same time takes over the discharge function of the discharge plate 9 described above;

A b b. 4 zeigt in Draufsicht eine mögliche Konstruktion der Ableitpiatte 9 mit den konzentrisch und radial zu der Welle 3 hinlaufenden Rillen 12;A b b. 4 shows a plan view of a possible construction of the discharge plate 9 with the concentric and radial grooves 12 running towards shaft 3;

A b b. 5 und 6 zeigen im Schnitt in Draufsicht unter Weglassung aller übrigen Teile einmal außermittig zur Welle hinlaufende Einbauten 8 bzw. solche in Spiralform. A b b. 5 and 6 show in section in a plan view with the omission of all other parts once eccentrically to Internals 8 running towards the shaft or those in a spiral shape.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Rotary disc filter, consisting of a closed, pressure-resistant filter housing, which has an inlet for the medium to be treated and a Has drain for the treated medium, one rotatably mounted in the housing and opposite this sealed hollow shaft, which with spaced apart hollow filter ίο disks is provided, the interior of the hollow shaft with each filter disk via at least one Outflow channel is in communication, as well as in the areas between the filter discs, the flow deflecting fixtures are provided which are attached to the inside of the housing and themselves extend inwardly towards the hollow shaft, d a characterized in that the filter discs (5) consist of outer filter layers (11) and an intermediate discharge plate (9) and that semipermeable membranes are provided as filter layers (11).

2. Rotary disk filter according to claim 1, characterized in that the internals are used as filter disks are formed which have the medium deflecting devices.

3. Rotary disk filter according to claim 2, characterized in that the with the housing wall connected filter disks have the same structure as the filter disks connected to the shaft (3) (5).